Biologische Rolle
In den roten Blutkörperchen des Fötus ist es möglich, eine andere Form des Hämoglobins als die des Erwachsenen zu identifizieren.
- Aus struktureller Sicht unterscheidet sich fetales Hämoglobin (α2γ2) von adultem Hämoglobin (α2Β2) durch das Vorhandensein von zwei Gamma-Ketten anstelle der beiden Alpha-Ketten
- Insbesondere das fetale Hämoglobin besteht aus zwei α-Ketten und zwei γ-Ketten, die jeweils aus 141 und 146 Aminosäuren bestehen.Die beiden Alpha-Ketten sind identisch mit denen im erwachsenen Hämoglobin, während sich die Gamma-Ketten von Beta für 39 Aminosäuren unterscheiden Säuren.
- Diese Strukturänderung verleiht dem fetalen Hämoglobin eine höhere Affinität zu Sauerstoff, d. h. es bindet zäher an Sauerstoff als adultes Hämoglobin
Funktionell ist fetales Hämoglobin (HbF oder Hämoglobin F.) ermöglicht dem Fötus, Sauerstoff aus dem mütterlichen Blut effektiver zu extrahieren.
- Aufgrund des niedrigen PO2-Wertes des fetalen Blutes kann fetales Hämoglobin bis zu 20-30% mehr Sauerstoff transportieren als das mütterliche, wie in der folgenden Grafik dargestellt; dies liegt an der geringeren Affinität für 2,3-Bisphosphoglycerat im Vergleich zu erwachsenem Hämoglobin
Wir beobachten die Verschiebung der Dissoziationskurve des fetalen Hämoglobins nach links gegenüber der des Erwachsenen
Die Übertragung von Sauerstoff in das fetale Blut über die Plazentaschranke wird auch durch die höhere Hämoglobinkonzentration begünstigt, die etwa 50 % höher ist als die des mütterlichen Blutes.
Normalwerte
Die Synthese von fetalem Hämoglobin beginnt etwa in der sechsten Schwangerschaftswoche und ersetzt nach und nach die embryonalen Hämoglobine Gower (ζ2ε2), Gower II (α2ε2) und Portland (ζ2γ2), die in den ersten Wochen der Empfängnis produziert wurden.
Expression über die Zeit und in verschiedenen Geweben der verschiedenen Typen von humanen Globinketten.
Humane Globinketten werden als Prozentsatz des Hämoglobins bezogen auf die Gesamtmenge ausgedrückt
Die während des fetalen Lebens kaum wahrnehmbare Synthese von Beta-Globinen, die das adulte Hämoglobin charakterisieren, erreicht erst gegen Ende des dritten extrauterinen Lebensmonats das normale Regime.
- Bei der Geburt macht das fetale Hämoglobin etwa 70-90% des Gesamthämoglobins aus, das in den roten Blutkörperchen des Neugeborenen vorhanden ist
- Die Synthese von fetalem Hämoglobin setzt sich auch nach der Geburt fort, nimmt jedoch allmählich ab und macht nach sechs Lebensmonaten weniger als 8% des gesamten Hämoglobins aus
- innerhalb des ersten Lebensjahres sinken die fetalen Hämoglobinkonzentrationen auf Werte im Allgemeinen unter 1 %
- Normale Erwachsene haben fötale Hämoglobinwerte zwischen 0,3% und 1,2%, weniger als 3,5% Hämoglobin A2 (α2, δ2), und der verbleibende Prozentsatz (normalerweise >96%) wird von Hämoglobin Typ A abgedeckt.
Die unterschiedliche Expression der verschiedenen Globinketten beim Menschen im Laufe der Zeit, von der Empfängnis bis zum Erwachsenenalter, hängt von der Aktivierung und Deaktivierung bestimmter Gene ab.
Hohes fetales Hämoglobin
Pathologische Bedeutung
- In der Gebärmutter produziert der normale Fötus eine kleine Menge an erwachsenem Hämoglobin (2,5-5%), der Fötus mit Thalassemia major produziert sogar noch weniger (weniger als 2%). um die Menge an erwachsenem Hämoglobin in einer Blutprobe zu bestimmen, die durch Cordozentese entnommen wurde.
- Ein kleiner Prozentsatz des fetalen Hämoglobins wird auch im Erwachsenenalter exprimiert und seine Spiegel können unter dem Einfluss von Faktoren wie Alter, Geschlecht oder genomischen Besonderheiten stark schwanken. Einige Personen sind von der sogenannten hereditären Persistenz von fetalem Hämoglobin betroffen, einer gutartigen Erkrankung, bei der wichtige Konzentrationen von fetalem Hämoglobin (> 10 %) auch im Erwachsenenalter bestehen bleiben.Es wurde festgestellt, wie diese im Allgemeinen asymptomatische Besonderheit den Schweregrad lindern kann bestimmter Hämoglobinopathien und Thalassämien.
- Eine medikamentöse Therapie, die in der Lage ist, die Konzentration des fetalen Hämoglobins zu erhöhen, bringt einigen Patientenkategorien erhebliche Vorteile, wie z. B. denen, die an Sichelzellenanämie oder Beta-Thalassämie leiden. Der Prototyp dieser Medikamente war Hydroxyharnstoff, ein antineoplastisches Medikament mit myelosuppressiver Wirkung, das sich bei der Erhöhung des fetalen Hämoglobinspiegels und der Verringerung der Häufigkeit schmerzhafter Krisen bei Patienten mit Sichelzellanämie als wirksam erwiesen hat.
